[发明专利]离子扩散及半导体器件形成的方法

说明书

技术领域

本发明涉及半导体器件的制作方法，尤其涉及离子扩散及半导体器件形成的方法。

背景技术

目前，在半导体衬底内注入离子形成源/漏极或者金属层中注入离子后，需要采用热退火工艺激活离子使离子扩散均匀，并且修复离子注入过程中产生的缺陷。热退火工艺在预定时间内将晶圆快速加热到设定温度，进行短时间快速热处理的方法，热处理时间通常需要几分钟，工艺要求的温度为700～1300℃。

现有在制作MOS晶体管过程中采用热退火工艺激活注入离子如图1至图3所示。参考图1，提供半导体衬底100，所述半导体衬底100中形成有隔离结构101，隔离结构101之间的区域为有源区102；在有源区102的半导体衬底100中掺杂离子，形成掺杂阱103；在有源区102的半导体衬底100上依次形成栅介质层104与栅极105，所述栅介质层104与栅极105构成栅极结构106。

如图2所示，以栅极结构106为掩模，在半导体衬底100内进行离子注入，在半导体衬底100内形成源/漏极延伸区110；然后，将半导体衬底100放入退火炉内，将温度升高至950℃，退火时间为1秒～1分，使注入的离子在半导体衬底100内扩散均匀。

如图3所示，在栅极结构106两侧形成侧墙112；以侧墙112及栅极结构106为掩模，在栅极结构106两侧的半导体衬底100中进行离子注入，形成源/漏极114。最后，将半导体衬底100放入退火炉内，将温度升高至950℃，退火时间为1秒～1分，进行退火工艺，使注入的离子扩散均匀。

现有在离子注入步骤以后采用热退火工艺使离子扩散均匀，热退火工艺需要在600℃以上的温度下处理，退火时间为1～2分钟，才能使离子充分扩散，并修补因高能量离子注入时，碰撞所形成的缺陷。但是由于温度高，会造成多重离子错位与移位交互替代，使扩散后，离子的浓度分布无法达到局部化的要求，且离子的稳定性差，降低了半导体器件的性能。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种离子扩散及半导体器件形成的方法，防止离子的浓度分布无法达到局部化的要求，且离子的稳定性差。

为解决上述问题，本发明一种离子扩散的方法，包括：向待注入层内注入离子，形成离子注入层；将离子注入层放入超声波液体槽内，使离子扩散均匀。

可选的，所述液体槽是水槽、酒精槽、含盐量为3.5％的海水槽。所述液体槽内的温度为0℃～30℃。

可选的，超声波在液体槽内的速率为1100m/s～1600m/s。超声波液体槽的振动频率为100KHz～200MHz。

可选的，离子扩散时间为10微秒～20秒。

本发明还提供一种半导体器件的形成方法，包括：在半导体衬底上依次形成栅介质层与栅极，所述栅介质层与栅极构成栅极结构；以栅极结构为掩模，在栅极两侧的半导体衬底内进行离子注入，形成源/漏极延伸区；将形成有源/漏极延伸区的半导体衬底放入超声波液体槽内，使离子扩散均匀；在栅极结构两侧形成侧墙后，在栅极结构及侧墙两侧的半导体衬底内进行离子注入，形成源/漏极；将形成有源/漏极的半导体衬底放入超声波液体槽内，使离子扩散均匀。

可选的，所述液体槽是水槽、酒精槽、含盐量为3.5％的海水槽。所述液体槽内的温度为0℃～30℃。

可选的，超声波在液体槽内的速率为1100m/s～1600m/s。超声波液体槽的振动频率为100KHz～200MHz。

可选的，离子扩散时间为10微秒～20秒。

可选的，所述源/漏极延伸区或源/漏极导电类型为n型，注入离子是n型离子。所述n型离子为磷离子或砷离子。

可选的，所述源/漏极延伸区或源/漏极导电类型为p型，注入离子是p型离子。所述p型离子为硼离子、氟硼离子或铟离子。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：将离子注入层放入超声波液体槽内，使离子扩散均匀。超声波在液体中传输的速率快，且不需要将液体温度升高，即能使液体产生振动，在振动能量的驱使下离子能够扩散均匀，并且扩散速度加快，降低了工艺成本，提高了工艺效率。

附图说明

图1至图3是现有形成MOS晶体管过程中采用热退火工艺的示意图；

图4是本发明一种离子扩散方法的具体实施方式流程图；

图5是本发明半导体器件形成方法的具体实施方式流程图；

图6是本发明在不同液体槽内超声波传输速率的示意图；

图7至图12是本发明形成半导体器件过程中采用离子扩散工艺的实施例示意图。

具体实施方式